Los paneles solares fotovoltaicos convierten la luz solar en electricidad, por lo que uno pensaría que cuanta más luz solar, mejor. Eso no siempre es cierto, porque la luz solar consiste no solo en la luz que ves, sino también en radiación infrarroja invisible, que transporta calor. Su panel solar funcionará muy bien si recibe mucha luz, pero a medida que se calienta, su rendimiento se degrada.
Energía de la energía fotovoltaica
Los paneles solares fotovoltaicos son conjuntos de células individuales hechas de material semiconductor. El voltaje que emite una célula solar está determinado principalmente por la elección del semiconductor y los detalles de las capas de semiconductores. Las celdas solares de silicio, la opción más común, emiten aproximadamente medio voltio de cada celda. La corriente generada por una célula solar es función de la cantidad de luz solar que le llega. Cuanta más luz solar le llegue, más corriente generará, hasta los límites de la célula. La energía eléctrica es el producto de la corriente por el voltaje. Un pequeño panel solar podría tener 36 celdas conectadas juntas para producir aproximadamente 18 voltios en total a una corriente de 2 amperios. Ese panel solar tendría una potencia nominal de 18 voltios x 2 amperios = 36 vatios de potencia máxima. Si se ilumina durante una hora, generará 36 vatios-hora de energía.
Caída de voltaje
Los fabricantes de paneles solares prueban sus productos en condiciones estándar de 25 grados Celsius (77 grados Fahrenheit) con una insolación de 1,000 vatios por metro cuadrado. La insolación es una medida de la cantidad de energía solar que llega a cada metro cuadrado perpendicular a la dirección de la luz solar. La insolación puede ser superior a 1.000 vatios por metro cuadrado alrededor del mediodía en días muy despejados, y eso hará que su panel solar genere más corriente, lo que significa más energía. Desafortunadamente, es una historia diferente con la temperatura. A medida que las temperaturas de las células solares se elevan por encima de los 25 grados Celsius, la corriente aumenta muy ligeramente, pero el voltaje disminuye más rápidamente. El efecto neto es una disminución de la potencia de salida al aumentar la temperatura. Los paneles solares de silicio típicos tienen un coeficiente de temperatura de alrededor de -0,4 a -0,5 por ciento. Esto significa que por cada grado Celsius por encima de 25, la potencia de salida de la matriz se reduciría en ese porcentaje. A 45 grados Celsius (113 grados Fahrenheit), un panel solar de 40 vatios con un coeficiente de temperatura de -0,4 produciría menos de 37 vatios.
Compensación de temperatura
El rendimiento de su panel solar se calcula en 25 grados Celsius y disminuye a medida que aumenta la temperatura. Afortunadamente, vuelve a aumentar a medida que baja la temperatura. Si se encuentra en una región templada, el rendimiento que pierde en el calor del verano se recuperará en los días fríos y despejados de invierno. Si eso no es suficiente consuelo para usted, también puede construir su matriz solar para aprovechar los efectos de enfriamiento natural de las corrientes de canalización del viento para alejar el calor de sus paneles solares. Para los sistemas montados en el techo, esto puede ser tan simple como asegurarse de dejar 6 pulgadas de espacio entre los paneles y el techo. Puede adoptar un enfoque más activo para enfriar mediante el uso de enfriamiento por evaporación, utilizando la evaporación del agua para enfriar sus paneles de la misma manera que el sudor enfría su piel en un día caluroso.
Otros materiales solares
Una alternativa a los paneles solares de silicio tradicionales se presenta en forma de paneles de película delgada. Están hechos con diferentes materiales semiconductores y su coeficiente de temperatura es solo aproximadamente la mitad que el del silicio. Los paneles de película delgada no comienzan con una eficiencia tan alta como los fotovoltaicos de silicio cristalino, pero su menor sensibilidad a temperaturas más altas los convierte en una opción atractiva para lugares muy calientes. Los paneles de película fina se utilizan exactamente de la misma manera que sus homólogos cristalinos, pero normalmente son un par por ciento menos eficientes. Su coeficiente de temperatura varía de aproximadamente -0,2 a -0,3 por ciento. Hay otros materiales cristalinos que comienzan con mayor eficiencia que el silicio y también tienen un coeficiente de temperatura positivo. Eso significa que mejoran a medida que aumenta la temperatura. También son muy costosos, lo que limita su uso a algunas aplicaciones especializadas. Sin embargo, eventualmente podrían llegar a hogares residenciales.